一个地点的大气变量随时间的连续变化是地球自转与公转受到太阳辐射强迫和多尺度海陆等下垫面调节，以及多尺度天气扰动的结果。其中由周期性强迫驱动的昼夜循环、季节循环、年际及更长时间周期的规则变化都可被称为气候。利用1981-2010年的NCEP/NCAR再分析大气要素数据集，可以将大气变量分解为逐日气候和天气扰动两大部分。综合对大气温度、位势高度、湿度和风的气候变化与扰动的分解，本文得到下列结果。　　(1)纬圈平均气候流场沿经向剖面的分量表现了大气的平均经圈环流。近30年资料显示南北半球存在明显的四圈环流结构，即在传统三圈环流的基础上在两极附近增加了一圈极地环流。极地环流的强度随季节变化，在其所处半球为冬季时达到最强。由质量流函数表征的北半球极地环流弱于极圈环流，两者中心的平均强度相差约3倍，而它们与热带Hadley环流的强度相差约两个数量级。极圈环流可能是在高纬度较大地转偏向力作用下，直接热力环流无法跨越足够纬度而形成的间接环流。　　(2)随时间连续的气候场可以进一步分解为年循环、半年循环、准双周循环等三部分变化。其中年循环与半年循环反映出地球大气受到太阳辐射季节性强迫变化和海陆地形等影响而形成的随季节缓慢变化的气候，其在850hPa层主要表现为几个大气活动中心的季节变化。准双周循环部分在空间上满足准静力平衡条件，并具有天气尺度波的传播特征，与地面观测的气候温度和气候降水也有明显的关联。　　(3)纬圈平均扰动场中包括趋势变化和波动型振荡两部分。其中前者是气候变化的组成部分。对于后者的研究表明，纬圈平均扰动场的空间分布与AO、AAO、ENSO等行星尺度涛动具有显著性相关。来自热带对流层顶与赤道ENSO循环存在明显关联的年际纬圈平均纬向风扰动，以及热带大气季节内扰动可以通过异常的经圈环流传播到副热带、中纬度和极锋对流层顶，而来自两半球极地对流层顶的大气季节内行星尺度纬向风扰动也可以向高纬度传播。　　(4)天气尺度扰动中存在低频信号和定常波，而扰动场的波动中心并不位于前人研究中常用的对流层中低层，而位于对流层的上部。通过对最大高度扰动进行REOF分解得到了若干大气中存在的波动波列。这些波列与前人提出的多种遥相关型，如西太平洋型(WP)、太平洋-北美型(PNA)等之间有联系，也有差异。同时，REOF分解还得到了一些具有统计意义的，但尚未被命名的波列遥相关型。　　本文从具有物理意义的气候定义出发，解释了大气变量分解的方法，比较全面地认识了大气中存在的气候变化和扰动规律。